一体双层框架式高铁车站拓宽结构及其施工方法与流程

1.本技术涉及高速铁路路基工程技术领域，尤其涉及一种一体双层框架式高铁车站拓宽结构及其施工方法。


背景技术：

2.高速铁路的大规模建设造成新建线路邻近既有高铁的情况越来越多，而且在很多情况下，路基施工过程是在保证既有高铁正常运营的前提下进行的，所以，高铁新线引入既有高铁车站造成的站场路基拓宽工程逐渐成为线路的关键节点工程。在现有技术中，高铁车站路基拓宽方案主要分为轻质土方案和应力隔离方案。其中，前者指的是采用重度较小的泡沫轻质混凝土替代邻近既有路基的部分高铁新线路基填料；后者指的是在新旧高铁路基之间设置应力隔离桩，以阻断或者降低地层内应力的传递。
3.上述高铁路基拓宽方案或受限于邻近路基的位置关系，或无法解决大体积浇筑轻质土的稳定性和高造价问题，且依然会在邻近既有路基位置处引起较大的附加荷载，难以满足高速铁路严格的沉降变形控制要求。
4.综上可知，由于现有技术中的车站路基拓宽方案具有如上所述的缺点，因此如何提出一种更好的车站拓宽结构及其施工方法，从而可以在高铁列车不停运的条件下，使得站场路基拓宽更加轻型化、结构化与施工快速化，且能避免对既有高铁车站设施和运营安全的影响，是本领域中亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种一体双层框架式高铁车站拓宽结构及其施工方法，从而可以减小新建路基荷载，且能保证在施工过程中既有高铁安全可以正常运营。
6.本发明的技术方案具体是这样实现的：
7.一种一体双层框架式高铁车站拓宽结构，包括：多根非挤土螺纹桩、两根冠梁、多组管桩组、双层框架结构、填料结构、既有路基和新建路基；
8.所述既有路基和新建路基相对的一侧分别设置有边坡；
9.多根非挤土螺纹桩沿车站长度方向分布成两列，并固定于所述新建路基的边坡下方的地层内；
10.两根冠梁分别沿车站长度方向设置于所述既有路基和新建路基的边坡坡脚；
11.多组管桩组沿车站长度方向固定于所述两根冠梁的下端，每组所述管桩组包括多根管桩，在同一横断面内，每根冠梁的下端固定有至少两根管桩；
12.所述冠梁的上端设置有双层框架结构，所述双层框架结构包括：站台层和雨棚层；
13.所述既有路基和新建路基的边坡与所述双层框架结构之间分别设置有填料结构。
14.较佳的，所述每组所述管桩组包括四根管桩，在同一横断面内，每根冠梁的下端固定有两根管桩。
15.较佳的，所述站台层包括桩板墙和站台，所述桩板墙的底端固定在所述冠梁的顶
端，所述站台固定在所述桩板墙的顶端。
16.较佳的，所述雨棚层包括雨棚柱、站台通道和雨棚，所述站台的上表面对称固定有雨棚柱，所述相互对称的雨棚柱之间形成站台通道，所述雨棚固定在所述雨棚柱的顶端，所述雨棚通过雨棚柱架设在所述站台通道的上方。
17.较佳的，所述填料结构从下到上依次由第一轻质泡沫混凝土、第二轻质泡沫混凝土和a组料浇筑而成。
18.较佳的，所述既有路基的上表面为既有路基面；在所述新建路基的上表面为新建路基面；所述既有路基面和新建路基面与所述填料结构的顶面齐平。
19.较佳的，所述新建路基采用常规填料进行填筑。
20.一种一体双层框架式高铁站台拓宽结构的施工方法，包括以下步骤：
21.步骤a，对既有路基的边坡进行台阶开挖；
22.步骤b，施做非挤土螺纹桩；
23.步骤c，施做管桩；
24.步骤d，施做冠梁：按照设计架设模板，进行钢筋网绑扎并进行混凝土浇筑施工；
25.步骤e，双层架空结构施工：先进行桩板墙和站台钢筋网绑扎并进行混凝土浇筑施工，再进行雨棚柱和雨棚的施工；
26.步骤f，常规填料填筑：首先对常规的新建路基放样打线，然后进行常规的地基加固处理，最后对新建站场的常规填料路基部分进行分层填筑，直至设计高程；
27.步骤g，轻质土浇筑：按照设计架设模板，在既有路基和新建路基的边坡与所述双层架空结构之间分层进行泡沫轻质混凝土浇筑施工，保证振捣密实。
28.较佳的，所述步骤b中，采用长螺旋钻管内泵压施工工艺，成孔之后及时浇筑混凝土，形成非挤土螺纹桩。
29.较佳的，所述步骤c中，运用高速离心蒸汽养护工艺，掺加高效减水剂，先张法预制管桩，再采用静压法施工，将管桩压入制定位置，在桩顶预留钢筋，伸入到其上部后期施做的冠梁的下端。
30.如上可见，在本发明中的车站拓宽结构及其施工方法中，通过采用预应力管桩和非挤土螺纹桩对新建地基进行加固，用旅客通道与站台一体式双层框架结构取代常规填料路基，从而既可以减小新建路基荷载，又可在施工过程中保证既有高铁安全可以正常运营。
附图说明
31.图1为本发明实施例中的高铁车站拓宽结构的横断面示意图。
32.图2为本发明实施例中的高铁车站拓宽结构施工方法的流程图。
具体实施方式
33.为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
34.如图1所示，本发明提供了一种一体双层框架式高铁车站拓宽结构，包括：多根非挤土螺纹桩7、两根冠梁6、多组管桩组、双层框架结构、填料结构、既有路基15和新建路基14；
35.所述既有路基15和新建路基14相对的一侧分别设置有边坡；
36.多根非挤土螺纹桩7沿车站长度方向(沿站台长度方向指的是与图1中横断面垂直的方向)分布成两列，并固定于所述新建路基14的边坡下方的地层内；
37.两根冠梁6分别沿车站长度方向设置于所述既有路基15和新建路基14的边坡坡脚；
38.多组管桩组沿车站长度方向固定于所述两根冠梁6的下端，每组所述管桩组包括多根管桩8，在同一横断面内，每根冠梁6的下端固定有至少两根管桩8；
39.所述冠梁6的上端设置有双层框架结构，所述双层框架结构包括：站台层和雨棚层；
40.所述既有路基15和新建路基14的边坡与所述双层框架结构之间分别设置有填料结构。
41.在本发明的技术方案中，可以使用多种实现方法来实现上述的高铁车站拓宽结构。以下将以其中的一种实现方式为例对本发明的技术方案进行详细的介绍。
42.例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，多根非挤土螺纹桩7沿车站长度方向(沿站台长度方向指的是与图1中横断面垂直的方向)分布成两列，并固定于所述新建路基14的边坡下方的地层内，如图1所示，在同一横断面内，所述述新建路基14的边坡下方的地层内竖直向下设置有两根非挤土螺纹桩7。
43.通过将两列非挤土螺纹桩竖直向下并排地设置于新建路基边坡的下方，从而可以对新建路基进行加固。
44.较佳的，靠近新建路基边坡坡脚的非挤土螺纹桩与新建路基边坡坡脚的距离可以是1.92m，非挤土螺纹桩的桩径可以为0.6m，同一横断面内，两根非挤土螺纹桩之间的距离可以为2.8m，沿车站长度方向两相邻的非挤土螺纹桩的间距可以为2.8m。
45.较佳的，非挤土螺纹桩7可以采用长螺旋钻管内泵压施工工艺，成孔之后及时浇筑混凝土，从而形成非挤土螺纹桩。
46.例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，两根冠梁6分别沿车站长度方向设置于所述既有路基15和新建路基14的边坡坡脚。
47.较佳的，两根冠梁之间的距离可以为3.3m，冠梁的尺寸可以是：宽度为3.0m，高度为1.0m，长度与站台的长度相等。
48.再例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，多组管桩组沿车站长度方向固定于所述两根冠梁6的下端，每组所述管桩组包括四根管桩8，在同一横断面内，每根冠梁6的下端固定有两根管桩8。
49.较佳的，所述管桩8的下端设置在地层中，管桩的上端与冠梁刚接，管桩的桩径可以为0.6m，每个冠梁下端的两个管桩之间的间距可以为1.8m，沿车站长度方向两相邻管桩组之间的距离可以为2.0m。
50.较佳的，所述管桩8可以运用高速离心蒸汽养护工艺，掺加高效减水剂，先张法预制管桩，再采用静压法施工，将管桩压入制定位置，在桩顶预留钢筋，伸入到其上部后期施做的冠梁的下端。
51.此外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述站台层包括桩板墙5和站台3，所述桩板墙5的底端固定在所述冠梁6的顶端，所述站台3固定在所述桩板墙5的顶
端。
52.此外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述雨棚层包括雨棚柱2、站台通道4和雨棚1，所述站台3的上表面对称固定有雨棚柱2，所述相互对称的雨棚柱2之间形成站台通道4，所述雨棚1固定在所述雨棚柱的顶端，所述雨棚1通过雨棚柱2架设在所述站台通道4的上方。
53.另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述填料结构从下到上依次由第一轻质泡沫混凝土11、第二轻质泡沫混凝土10和a组料9浇筑而成。
54.通过设置双层框架结构并使用轻质土等材料，可以显著降低路基自重，从而减小既有路基的附加变形。
55.较佳的，所述既有路基15和新建路基14的边坡上分别设置有台阶，台阶的宽度可以为1.0m，高度可以为0.7m。
56.较佳的，所述管桩和非挤土螺纹桩的桩长可以依据地层的分布由承载力计算确定。
57.另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述既有路基15的上表面为既有路基面13；在所述新建路基14的上表面为新建路基面12；所述既有路基面13和新建路基面12可以与所述填料结构的顶面齐平。
58.较佳的，所述新建路基14采用常规填料进行填筑。
59.根据本发明提供的上述高铁车站拓宽结构，本发明还提供了相应的施工方法，具体请参见图2。该施工方法包括以下步骤：
60.s11，对既有路基的边坡进行台阶开挖；
61.s12，施做非挤土螺纹桩；
62.s13，施做管桩；
63.s14，施做冠梁：按照设计架设模板，进行钢筋网绑扎并进行混凝土浇筑施工；
64.s15，双层架空结构施工：先进行桩板墙和站台钢筋网绑扎并进行混凝土浇筑施工，再进行雨棚柱和雨棚的施工；
65.s16，常规填料填筑：首先对常规的新建路基放样打线，然后进行常规的地基加固处理，最后对新建站场的常规填料路基部分进行分层填筑，直至设计高程；
66.s17，轻质土浇筑：按照设计架设模板，在既有路基和新建路基的边坡与所述双层架空结构之间分层进行泡沫轻质混凝土浇筑施工，保证振捣密实。
67.此外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述步骤s12中，可以采用长螺旋钻管内泵压施工工艺，成孔之后及时浇筑混凝土，形成非挤土螺纹桩。
68.另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述步骤s13中，可以运用高速离心蒸汽养护工艺，掺加高效减水剂，先张法预制管桩，再采用静压法施工，将管桩压入制定位置，在桩顶预留钢筋，伸入到其上部后期施做的冠梁的下端。
69.综上所述，在本发明的技术方案中，由于采用了管桩和非挤土螺纹桩对新建地基进行加固；采用站台通道与站台一体式双层框架结构取代常规填料路基，既减小新建路基荷载，又可将站台和雨棚直接设置在框架结构中；且在双层框架结构与两侧路基之间采用泡沫轻质混凝土进行浇筑形成填料结构，不仅可以广泛应用于新建高铁线路引入到既有车站所需要的路基拓宽工程中，还可以有效减小既有路基附加变形、降低施工风险、减小施工
对既有高铁设备和运营安全的影响，同时具有可预制化、轻型化和可快速施工等优点。
70.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。